高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

姚利廣

【摘要】只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的設(shè)計(jì)和篩選，才能形成既具有現(xiàn)實(shí)可行性，又具有經(jīng)濟(jì)技術(shù)性的設(shè)計(jì)方案，才能給我們?nèi)遮叞l(fā)展的建筑業(yè)提供有力的實(shí)體支撐。本文主要對(duì)高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中重視的問(wèn)題進(jìn)行分析，并以實(shí)例介紹某超高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】高層建筑； 暖通空調(diào)； 設(shè)計(jì)方法；

新的建筑、新的使用功能對(duì)建筑設(shè)備提出了新的、更高的要求，暖通空調(diào)已成為現(xiàn)代化建筑必不可少的重要設(shè)施，暖通空調(diào)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了黃金時(shí)期。因地制宜的合理選擇能源資源，充分有效的用能，提高高層建筑用能系統(tǒng)的效率，合理設(shè)計(jì)創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境而同時(shí)盡可能減少對(duì)室外環(huán)境的負(fù)面影響，是高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中必須解決的問(wèn)題。

一、高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的原則

1.設(shè)計(jì)人員必須充分了解和掌握暖通空調(diào)體系在整個(gè)建筑施工圖中的具體位置、附近建筑、四周供電、供水和供熱等多方面的管線埋設(shè)方法和接口地點(diǎn)，并以此作為供熱入口的設(shè)計(jì)依據(jù)，這樣便能準(zhǔn)確的計(jì)算出日照和風(fēng)力，避免建筑負(fù)荷受到嚴(yán)重影響。

2.仔細(xì)觀察建筑物的層數(shù)、層高和總高度，判斷其是否為高層建筑，若為高層建筑，那么就要在設(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.核對(duì)建筑物內(nèi)所有人員的總數(shù)與工作時(shí)間，查看是否有排放廢氣等情況，為計(jì)算負(fù)荷與規(guī)劃系統(tǒng)提供依據(jù)。

二、高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中重視的問(wèn)題

目前審圖部門(mén)對(duì)高層建筑暖通空調(diào)提出了一些問(wèn)題，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)規(guī)定、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，需要重視下面幾個(gè)問(wèn)題。

1.空調(diào)循環(huán)水泵的選型問(wèn)題。循環(huán)水泵容量過(guò)大是我國(guó)空調(diào)循環(huán)水泵普遍存在的問(wèn)題，造成很大的資源浪費(fèi)。主要原因是，空調(diào)循環(huán)水泵設(shè)計(jì)時(shí)的冷負(fù)荷、系統(tǒng)循環(huán)阻力、凈水壓力等計(jì)算偏大以及不能確保系統(tǒng)水力平衡計(jì)算的準(zhǔn)確性，并且空調(diào)循環(huán)水泵在正式投入使用前不進(jìn)行全面的調(diào)試，致使水力失調(diào)。在對(duì)空調(diào)循環(huán)水泵具體設(shè)計(jì)時(shí)要確保冷負(fù)荷等在不同時(shí)刻都能滿(mǎn)足不同條件下運(yùn)行的要求，主要手段是通過(guò)控制定速泵的臺(tái)數(shù)和變頻泵的速度來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。

2.供暖方面問(wèn)題。應(yīng)根據(jù)空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范、采暖通風(fēng)規(guī)范、熱水采暖系統(tǒng)等設(shè)置高層建筑暖通入口入戶(hù)裝置，在熱力入口的供回水總管上應(yīng)該設(shè)置除污器、壓力表、溫度計(jì)等。總之，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)不但要注意入戶(hù)熱力裝置的設(shè)置也要注意入口裝置的設(shè)置，這樣可以避免設(shè)計(jì)失誤。同時(shí)也需要在考慮開(kāi)發(fā)商后續(xù)管理方便的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)入口數(shù)量及室內(nèi)供暖系統(tǒng)、室外管線銜接的合理性。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定在樓梯間或者其他具有凍結(jié)現(xiàn)象出現(xiàn)的場(chǎng)所，要給散熱器設(shè)置獨(dú)立的立支管供熱，并且不能裝設(shè)調(diào)節(jié)閥。如果在工程中采用公用一根立管，一端連接鄰室房間散熱器，一端連接樓梯間散熱器的做法，不能確保系統(tǒng)的密閉性，一旦一方發(fā)生故障，就會(huì)影響到另一方的供暖效果。所以在建筑內(nèi)的公共空間，都應(yīng)該設(shè)置獨(dú)立的采暖系統(tǒng)和熱計(jì)量裝置。

3.空調(diào)通風(fēng)方面。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，空調(diào)裝機(jī)容量偏大，致使空調(diào)通風(fēng)方面不符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求。造成空調(diào)裝機(jī)容量偏大的主要原因是，一方面是在具體設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮各方面的安全系數(shù)，導(dǎo)致單位空調(diào)面積的制冷機(jī)裝機(jī)容量比相關(guān)規(guī)范中冷負(fù)荷概算大，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)行中單位空調(diào)面積峰值冷量，另一方面是在具體設(shè)計(jì)時(shí)一些設(shè)計(jì)人員使用的是負(fù)荷指標(biāo)估算方法，也會(huì)導(dǎo)致制冷機(jī)裝機(jī)容量偏大。

三、實(shí)例分析

1.工程概況。某高層建筑大廈總建筑面積96200m2，地上30層，地下2層，建筑總高度235m，該工程3層及以下為建筑的公共服務(wù)區(qū)域，包括共享大廳、辦事大廳、辦公、廚房、餐廳、地下車(chē)庫(kù)及設(shè)備動(dòng)力用房等，4-30層為智能化科研辦公用房、會(huì)議室及其配套用房，其中10層、25層為避難層，樓面標(biāo)高分別為65m和120m。

2.供暖系統(tǒng)。根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中“嚴(yán)寒地區(qū)的公共建筑，不宜采用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行冬季采暖，冬季宜設(shè)熱水集中采暖系統(tǒng)”的規(guī)定，全樓采用散熱器供暖，系統(tǒng)劃分為4個(gè)區(qū)：低區(qū)地下2層至3層，中一區(qū)4-15層（系統(tǒng)高度47m），中二區(qū)16-28層（系統(tǒng)高度52m），高區(qū)29-35層（系統(tǒng)高度52m）。供暖供回水溫度低區(qū)、中一區(qū)為80℃/55℃，中二區(qū)、高區(qū)為75℃/50℃。塔樓（4-35層）辦公區(qū)域均采用雙管下供下回系統(tǒng)，供暖水平管道在各層200mm高的防靜電架空活動(dòng)地板內(nèi)敷設(shè)。每組散熱器安裝內(nèi)置溫控閥芯的H型閥，布置在柱子的側(cè)面，方便分室調(diào)節(jié)，而且不擋落地外窗，美觀大方。1-3層如共享大廳、辦事大廳、寫(xiě)字樓門(mén)廳等大空間采用低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)，有利于提高空間的美觀程度。

3.空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)水系統(tǒng)采用變流量一級(jí)泵系統(tǒng)，冷水泵設(shè)置變頻器，冷水機(jī)組出口設(shè)置電動(dòng)兩通閥，也可選擇可變流量運(yùn)行的冷水機(jī)組，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器的溫差基本恒定，蒸發(fā)側(cè)流量隨負(fù)荷側(cè)流量的變化而變化，從而使冷量達(dá)到按需供應(yīng)。空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為閉式機(jī)械循環(huán)，風(fēng)機(jī)盤(pán)管采用兩管制系統(tǒng)，考慮到嚴(yán)寒地區(qū)的溫度狀況，空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組的表冷盤(pán)管、加熱盤(pán)管均分別設(shè)置?？照{(diào)水系統(tǒng)通過(guò)空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組回水干管的動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及風(fēng)機(jī)盤(pán)管的電動(dòng)兩通閥、供水干管的靜態(tài)水力平衡閥配合回水干管的壓差調(diào)節(jié)器、空調(diào)集水器回水干管的靜態(tài)水力平衡閥實(shí)現(xiàn)三級(jí)調(diào)節(jié)和平衡。

4.通風(fēng)系統(tǒng)。塔樓公共衛(wèi)生間、茶歇間、清潔間、吸煙室設(shè)置機(jī)械排風(fēng)，排風(fēng)經(jīng)風(fēng)井由設(shè)置在避難層或機(jī)房層的接力排風(fēng)機(jī)排至室外。地下車(chē)庫(kù)按防火分區(qū)設(shè)置誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)加排風(fēng)機(jī)的機(jī)械排煙兼排風(fēng)系統(tǒng)。廚房排風(fēng)由設(shè)置在廚房附近的電子空氣凈化機(jī)凈化處理后，經(jīng)塔樓內(nèi)襯鍍鋅鋼板風(fēng)管的排風(fēng)井高空排放，排風(fēng)機(jī)設(shè)置在塔樓屋面，使樓內(nèi)排油煙管道均處在負(fù)壓段，避免煙氣外漏。

5.防排煙系統(tǒng)。防煙樓梯間、防煙樓梯間前室、消防電梯間合用前室分別設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙設(shè)施。塔樓防煙樓梯間以避難層為分隔分段設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)。避難層的避難間設(shè)置獨(dú)立的加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

6.節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)?？照{(diào)水系統(tǒng)為變流量一級(jí)泵系統(tǒng)，部分負(fù)荷時(shí)通過(guò)冷水變頻水泵進(jìn)行流量調(diào)整，達(dá)到節(jié)能的目的?？照{(diào)冷源由三大一小共4臺(tái)電制冷水冷冷水機(jī)組提供，其中小冷水機(jī)組容量約為大冷水機(jī)組容量的1/3，在加班或小負(fù)荷狀態(tài)下使用，可節(jié)約大量能源。增大空調(diào)冷水及冷卻水的供回水溫差至6℃，比常規(guī)5℃溫差系統(tǒng)約減少16.5%的空調(diào)循環(huán)水流量，大量節(jié)省空調(diào)水泵的用電量。設(shè)置轉(zhuǎn)輪式熱回收機(jī)組對(duì)排風(fēng)進(jìn)行充分熱回收，機(jī)組總風(fēng)量40500m3/h，熱回收率61%，節(jié)能效果顯著。空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)的自控系統(tǒng)屬于整個(gè)超高層建筑的自控子系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行集中檢測(cè)與監(jiān)控，采用有效的節(jié)能控制策略，實(shí)現(xiàn)空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)的智化運(yùn)行，運(yùn)行可靠、節(jié)能。

隨著社會(huì)進(jìn)步，我國(guó)的城市化進(jìn)程在不斷加快，人們生活水平不斷提高，建筑行業(yè)在此形勢(shì)下迅猛發(fā)展，高層建筑中的中央空調(diào)小型化、家用空調(diào)商業(yè)化等成為了一種趨勢(shì)。暖通工程項(xiàng)目涉及廣泛，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題較多，不但需要因地制宜的合理選擇資源，提高建筑用能系統(tǒng)的效率，也需要科學(xué)合理設(shè)計(jì)從而創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境并且盡量減少對(duì)室內(nèi)環(huán)境的不良影響。

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